Capitolo 26
La biosfera
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La biosfera
26.1 L’ecologia è la scienza che studia le interazioni
tra gli organismi e i rapporti tra questi e il proprio
ambiente
Gli organismi sono il primo livello di studio dell’ecologia
A livello di organismo, l’ecologia analizza il modo in cui i
differenti tipi di organismi si adattano per sopravvivere
nei diversi ambienti.
Figura 26.1 – Studio dei bivalvi giganti
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Organismi della stessa specie formano popolazioni
Il secondo livello dello studio ecologico è quello di
popolazione; a questo livello un ecologo studia, per
esempio, il tasso di crescita di una popolazione in
relazione alle variazioni ambientali.
Popolazioni di specie diverse costituiscono una comunità
Un terzo livello è rappresentato dalle comunità; a
questo livello un ecologo può occuparsi delle interazioni
tra gli organismi.
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Il complesso delle comunità di una data area forma un
ecosistema
• Il quarto livello dello studio ecologico è rappresentato
dall’ecosistema, cioè l’insieme di tutte le forme di
vita e di tutti i fattori non viventi di una determinata
zona.
• I fattori abiotici, cioè non viventi, comprendono: la
temperatura, le forme di energia, i gas presenti
nell’acqua, le sostanze nutritive e altri composti
chimici.
• I fattori biotici sono invece gli organismi che
costituiscono la comunità di specie che occupano
una determinata zona.
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26.2 La biosfera è l’insieme di tutti gli habitat naturali
presenti sulla Terra
Dalla biosfera all’habitat
La biosfera è l’ecosistema globale, cioè l’insieme di tutti
gli ecosistemi del pianeta (l’insieme di tutti gli organismi
viventi e dei luoghi in cui essi vivono).
Figura 26.2A
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Una caratteristica della biosfera è la sua struttura
disomogenea, che possiamo osservare a diversi livelli.
Figura 26.2B
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I limiti della biosfera
• Oggi, non esiste più alcuna parte della biosfera che
non sia contaminata dalle attività umane.
• Nei decenni passati, l’uso di fertilizzanti e insetticidi
ha contribuito a creare problemi ambientali.
• La biosfera non è in grado di sopportare uno
sfruttamento illimitato.
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26.3 La vita nella biosfera è influenzata da fattori
chimici e fisici
• Diversi fattori fisici e chimici influenzano gli
organismi presenti sia nei singoli ecosistemi sia a
livello dell’intera biosfera.
• L’energia solare, l’acqua, la temperatura, il suolo,
l’ossigeno, gli incendi e il vento sono tra i fattori
abiotici primari.
Figura 26.3
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26.4 La selezione naturale ha adattato gli organismi
ai fattori biotici e abiotici del loro ambiente
La capacità di sopravvivere e riprodursi in un dato
ambiente è il risultato della selezione naturale.
Figura 26.4
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• Gli adattamenti ai fattori biotici permettono agli
organismi di sopravvivere in determinati habitat.
• Fattori biotici come la predazione e la competizione
possono portare all’evoluzione di adattamenti per
selezione naturale.
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26.5 Il clima locale influenza la distribuzione delle
comunità biologiche
Il riscaldamento non omogeneo della superficie
terrestre determina gli spostamenti delle masse d’aria e
le correnti oceaniche.
Basso angolo di incidenza
dei raggi solari
Polo nord
60ºN
30ºN
Tropico del Cancro
Raggi solari
perpendicolari
0º (Equatore)
Tropico del Capricorno
30ºS
Basso angolo di incidenza
dei raggi solari
Figura 26.5A
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Atmosfera
60ºS
Polo sud
Le stagioni
Le diverse stagioni dell’anno dipendono dall’inclinazione
dell’asse terrestre rispetto al piano (detto piano
dell’eclittica) su cui avviene il moto di rivoluzione della
Terra intorno al Sole.
Equinozio di marzo
(l’equatore riceve
raggi solari diretti)
Solstizio di giugno
(l’emisfero nord
è inclinato
verso il Sole)
Inclinazione
dell’asse terrestre
di 23,5º
Figura 26.5B
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Equinozio
di settembre
Solstizio di dicembre
(l’emisfero sud
è inclinato
verso il Sole)
I venti e le piogge
Il riscaldamento disomogeneo della superficie terrestre
causa i venti e le precipitazioni.
60ºN
L’aria secca
discendente
assorbe
umidità
Venti alisei
30º
L’aria umida
in risalita
rilascia Venti alisei
pioggia
Calme equatoriali
0º
23,5º
23,5º
Zona
temperata
Figure 26.5C, D
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Tropici
L’aria secca
discendente
assorbe
umidità
30ºN
30º
Zona
temperata
30ºS
I venti e le piogge
Le correnti oceaniche hanno profondi effetti sui climi
locali.
Figura 26.5E
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Il ruolo climatico delle catene montuose
La struttura dei continenti può influenzare localmente il
clima: la presenza di catene montuose influenza le
precipitazioni.
Direzione
del vento
Est
Oceano
Pacifico
Coast
Range
Figura 26.5F
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Sierra
Nevada
I biomi acquatici
26.6 Gli oceani occupano la maggior parte della
superficie terrestre e sono tra i biomi più diversificati
• Gli ambienti marini confinano con le terre emerse e
si stendono fino al largo e in profondità.
• La zonazione degli oceani si basa essenzialmente:
– sulla distanza dalla costa;
– sulla profondità;
– sull’intensità di penetrazione della luce.
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La zona costiera
Gli estuari sono aree in cui l’acqua dolce di un fiume si
mescola a quella marina.
Figura 26.6A
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La zona tra l’alta e la bassa marea
La zona intertidale è la ristretta fascia che fa da confine
tra il mare e la terraferma.
Figura 26.6B
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La zona del mare aperto
La zona pelagica è l’oceano vero e proprio. Questa
zona è popolata da
• comunità di animali estremamente mobili, sia
vertebrati che invertebrati;
• fitoplanton;
• zooplancton.
La zona del fondale marino
Il fondale oceanico costituisce la zona bentonica,
variamente popolata in base alla profondità e alla
penetrazione della luce.
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La zona fotica e la zona afotica
La zona fotica è la fascia delle acque oceaniche in cui
penetra la luce e gli organismi svolgono la fotosintesi; la
zona buia sottostante viene detta afotica.
Zona intertidale
0
200 m
Zona fotica
Piattaforma
continentale
Zona
pelagica
Zona bentonica Zona
(fondale oceanico)afotica
2500–6000 m
Figura 26.6C
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La piattaforma continentale
Le parti sommerse dei continenti sono dette piattaforme
continentali. Le barriere coralline (o reef) sono
formazioni costituite da generazioni successive di coralli
e madrepore.
Figura 26.6D
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26.7 I biomi di acqua dolce comprendono i laghi, gli
stagni, tutti i corsi d’acqua e le paludi
• La luce e la temperatura hanno un impatto
significativo sulle comunità degli ecosistemi
d’acqua dolce.
• L’azoto e il fosforo sono le sostanze nutritive che di
solito influenzano la quantità di fitoplancton che
cresce nei laghi e negli stagni.
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Fiumi e torrenti in genere ospitano comunità piuttosto
diverse da quelle che popolano laghi e stagni: i corsi
d’acqua subiscono notevoli variazioni passando dalla
sorgente alla foce e le comunità che ospitano variano di
conseguenza.
Figura 26.7A
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Le zone umide di acqua dolce comprendono paludi,
canneti, stagni e torbiere, che possono formarsi in bacini
poco profondi o lungo le rive di laghi e fiumi.
Figura 26.7B
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I biomi terrestri
26.8 I principali ecosistemi terrestri sono raggruppati
in otto biomi
• La distribuzione dei biomi dipende in gran parte dal
clima: la temperatura e le precipitazioni sono
spesso i fattori chiave che determinano il tipo di
bioma esistente in una certa regione.
• Un bioma è caratterizzato da un determinato tipo di
comunità biologica e non da uno specifico insieme
di specie.
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La distribuzione degli otto maggiori biomi terrestri:
30ºN
Tropico
del Cancro
Equatore
Tropico
del Capricorno
30ºS
Foresta tropicale
Praterie delle zone temperate
Ghiacciai d’alta quota
Savana
Foreste decidue delle zone temperate
Zona polare
Deserto
Foreste di conifere
Macchia mediterranea
Tundra
Figura 26.8
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26.9 Le foreste tropicali si trovano nella fascia
intertropicale
Le foreste tropicali pluviali sono i biomi più complessi
perché ospitano più specie di qualsiasi altro ecosistema
al mondo.
Figura 26.9
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26.10 Le savane sono praterie aride con alberi
sparsi
La savana è un bioma in cui predominano piante
erbacee e alberi sparsi.
Figura 26.10
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26.11 I deserti sono caratterizzati da un clima
estremamente arido
I deserti sono in assoluto i biomi più aridi, caratterizzati
da precipitazioni scarse e sporadiche.
Figura 26.11
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26.12 La macchia mediterranea è dominata da
arbusti spinosi adatti alla siccità
La macchia mediterranea è caratterizzata da una fitta
vegetazione; il clima di questo bioma presenta inverni
miti e piovosi seguiti da estati lunghe, calde e secche.
Figura 26.12
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26.13 Le praterie comprendono le distese
nordamericane, le pampas sudamericane e le
steppe asiatiche
Le praterie sono per la maggior parte prive di alberi e si
trovano in regioni con temperature invernali
relativamente fredde.
Figura 26.13
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26.14 Le foreste temperate sono dominate dalle
latifoglie
Le foreste decidue temperate si trovano alle medie
latitudini, dove l’umidità permette lo sviluppo di alberi
d’alto fusto.
Figura 26.14
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26.15 Le foreste di conifere sono dominate da poche
specie di alberi
Le foreste di conifere (o taiga, nel caso della foresta
boreale) hanno climi caratterizzati da inverni rigidi e da
estati brevi, a volte calde.
Figura 26.15
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26.16 La tundra è caratterizzata da inverni lunghi e
molto rigidi
La tundra artica è priva di alberi e caratterizzata dal
permafrost (strato di terreno permanentemente gelato).
Le tundre alpine si trovano, invece, su montagne molto elevate
(sopra il limite della vegetazione arborea, anche a latitudini
tropicali).
Figura 26.16
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